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BRPI1011219B1 - PROCESS FOR PRODUCING LIQUID PRODUCTS FROM BIOMASS - Google Patents

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Publication number
BRPI1011219B1
BRPI1011219B1 BRPI1011219-7A BRPI1011219A BRPI1011219B1 BR PI1011219 B1 BRPI1011219 B1 BR PI1011219B1 BR PI1011219 A BRPI1011219 A BR PI1011219A BR PI1011219 B1 BRPI1011219 B1 BR PI1011219B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
catalyst
hydroconversion
process according
reactor
biomass
Prior art date
Application number
BRPI1011219-7A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Terry L. Marker
Larry G. Felix
Martin B. Linck
Original Assignee
Gas Technology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/419,535 external-priority patent/US20100251600A1/en
Application filed by Gas Technology Institute filed Critical Gas Technology Institute
Publication of BRPI1011219A2 publication Critical patent/BRPI1011219A2/pt
Publication of BRPI1011219B1 publication Critical patent/BRPI1011219B1/en

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Abstract

processo para produzir produtos líquidos a partir de biomassa um processo auto-sustentável para produzir combustíveis líquidos de alta qualidade a partir de biomassa no qual a biomassa é hidropirolisada em um reator contendo hidrogênio molecular e um catalisador de desoxigenação, produzindo um líquido de hidropirólise parcialmente desoxigenado, que é hidrogenado utilizando um catalisador de hidroconversão, produzindo um líquido hidrocarboneto substancialmente totalmente desoxigenado e uma mistura gasosa compreendendo co e gases de hidrocarbonetos leves (c1-c3). a mistura gasosa é reformada em um reformador de vapor, produzindo hidrogênio molecular reformado, que é então introduzido no reator para hidropirólise da biomassa. o produto líquido hidrocarboneto desoxigenado é ainda separado para produzir combustível diesel, gasolina, ou componentes de mistura para combustíveis gasolina e diesel.process for producing liquid products from biomass A self-sustaining process for producing high quality liquid fuels from biomass in which biomass is hydropyrolyzed in a reactor containing molecular hydrogen and a deoxygenation catalyst, producing a partially deoxygenated hydropyrolysis liquid. , which is hydrogenated using a hydroconversion catalyst, producing a substantially fully deoxygenated hydrocarbon liquid and a gas mixture comprising co and light (c1-c3) hydrocarbon gases. The gas mixture is reformed in a steam reformer, producing reformed molecular hydrogen, which is then introduced into the reactor for biomass hydropyrolysis. The deoxygenated hydrocarbon liquid product is further separated to produce diesel fuel, gasoline, or gasoline and diesel fuel blending components.

Description

“PROCESSO PARA PRODUZIR PRODUTOS LÍQUIDOS A PARTIR DE BIOMASSA” Fundamentos da Invenção Campo da Invenção [001]Essa invenção está relacionada a um processo integrado para termica-mente transformar biomassa em combustíveis líquidos de alta qualidade. Como usado aqui, o termo "biomassa" se refere a materiais biológicos derivados de organismos vivos ou mortos e inclui materiais lignocelulósicos, como madeira, materiais aquáticos, como algas, plantas aquáticas, algas, e os subprodutos e resíduos animais, tais como miúdos sem valor comercial, gorduras e lodo de esgoto. Em um aspecto, esta invenção se refere a um processo substancialmente auto-sustentável para a criação de combustíveis líquidos de alta qualidade a partir da biomassa. Em outro aspecto, esta invenção se refere a um processo de hidropirólise em multiestágio para a criação de combustíveis líquidos de alta qualidade a partir da biomassa. Em outro aspecto, esta invenção se refere a um processo hidropirólise para transformar biomassa em combustíveis líquidos de alta qualidade em que todos os fluidos de processo são fornecidos pela biomassa. Em outro aspecto, esta invenção se refere a um processo hidro-pirólise para transformar biomassa em combustíveis líquidos de alta qualidade em que as saídas do processo são substancialmente apenas o produto líquido e CO2. Em outro aspecto, esta invenção se refere a um processo integrado para produzir combustíveis a gasolina e diesel a partir da biomassa utilizando um catalisador de hidro-craqueamento.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to an integrated process for thermally transforming biomass into high quality liquid fuels. As used herein, the term "biomass" refers to biological materials derived from living or dead organisms and includes lignocellulosic materials such as wood, aquatic materials such as algae, aquatic plants, algae, and animal by-products such as commercial value, fats and sewage sludge. In one aspect, this invention relates to a substantially self-sustaining process for the creation of high quality liquid fuels from biomass. In another aspect, this invention relates to a multistage hydropyrrolysis process for the creation of high quality liquid fuels from biomass. In another aspect, this invention relates to a hydro-pyrolysis process for transforming biomass into high quality liquid fuels in which all process fluids are supplied by biomass. In another aspect, this invention relates to a hydro pyrolysis process for transforming biomass into high quality liquid fuels wherein the process outputs are substantially only the liquid product and CO2. In another aspect, this invention relates to an integrated process for producing gasoline and diesel fuels from the biomass using a hydrocracking catalyst.

Descrição da Técnica Relacionada [002]A pirólise convencional da biomassa, tipicamente a pirólise rápida, não utiliza ou necessita de H2 ou catalisadores e produz um produto líquido denso, ácido e reativo que contém água, óleos e material carbonizado formado durante o processo. Devido ao fato da pirólise rápida ser mais tipicamente realizada em uma atmosfera inerte, a maior parte do oxigênio presente na biomassa é transportada para os óleos produzidos na pirólise, o que aumenta sua reatividade química. Os líquidos instáveis produzidos pela pirólise convencional tendem a engrossar com o tempo e podem também reagir a um ponto onde se formem fases hidrofílicas e hidrofóbicas. A diluição dos líquidos de pirólise com metanol ou outros álcoois foi demonstrado reduzir a atividade e a viscosidade do óleo, mas esta abordagem não é considerada ser prática e economicamente viável porque grandes quantidades de álcool irrecuperável seriam necessárias para produzir e transportar grandes quantidades dos líquidos de pirólise.Description of Related Art Conventional pyrolysis of biomass, typically rapid pyrolysis, does not use or require H2 or catalysts and produces a dense, acidic and reactive liquid product containing water, oils and carbonized material formed during the process. Due to the fact that rapid pyrolysis is most typically performed in an inert atmosphere, most of the oxygen present in the biomass is transported to the oils produced in the pyrolysis, which increases its chemical reactivity. Unstable liquids produced by conventional pyrolysis tend to thicken over time and may also react to a point where hydrophilic and hydrophobic phases form. Dilution of pyrolysis liquids with methanol or other alcohols has been shown to reduce the activity and viscosity of the oil, but this approach is not considered to be practically and economically feasible because large amounts of unrecoverable alcohol would be required to produce and carry large amounts of pyrolysis.

[003]Na pirólise convencional realizada em um ambiente inerte, o produto líquido miscível em água é altamente oxigenado e reativo, com número de acidez total (TAN) na faixa de 100-200, possui baixa estabilidade química de polimerização, é incompatível com hidrocarbonetos derivados do petróleo devido à miscibilidade água e teor de oxigênio muito alto, da ordem de cerca de 40% em peso, e tem um baixo poder calorífico. Como resultado, o transporte e a utilização deste produto são problemáticos e é difícil elevar a qualidade desse produto a um combustível líquido devido às reações retrógradas que normalmente ocorrem na pirólise convencional e na pirólise rápida convencional. Além disso, a remoção de material carbonizado gerado pela pirólise convencional proveniente do produto líquido da pirólise apresenta um desafio técnico devido às grandes quantidades de oxigênio e radicais livres nos vapores de pirólise, que permanecem altamente reativos e formam um material tipo piche quando eles entram em contato íntimo com as partículas de material carbonizado na superfície de um filtro. Conseqüentemente, os filtros usados para separar o material carbonizado dos vapores quentes oriundos da pirólise entopem rapidamente devido às reações do material carbonizado e óleo que ocorrem sobre e dentro da camada de material carbonizado na superfície do filtro.In the conventional pyrolysis carried out in an inert environment, the water-miscible liquid product is highly oxygenated and reactive, with total acid number (TAN) in the range of 100-200, has low chemical stability of polymerization, is incompatible with hydrocarbons oil derivatives due to water miscibility and very high oxygen content, of the order of about 40% by weight, and has a low calorific value. As a result, the transportation and use of this product is problematic and it is difficult to raise the quality of this product to a liquid fuel due to the retrograde reactions which normally occur in conventional pyrolysis and conventional rapid pyrolysis. In addition, removal of carbonized material generated by conventional pyrolysis from the pyrolysis liquid product presents a technical challenge because of the large amounts of oxygen and free radicals in the pyrolysis vapors, which remain highly reactive and form a tar-like material when they enter intimate contact with the particles of carbonized material on the surface of a filter. Consequently, the filters used to separate the carbonized material from the hot vapors from the pyrolysis entropy rapidly due to the reactions of the carbonized material and oil occurring on and within the layer of carbonized material on the surface of the filter.

[004]A melhora da qualidade dos óleos oriundos da pirólise produzidos através da pirólise rápida convencional através da hidroconversão consome grandes quantidades de H2, e as condições extremas do processo o tornam antieconômico. As reações ficam inerentemente fora do equilíbrio pelo fato de que, devido às altas pressões necessárias, muita água é criada ao mesmo tempo em que muito H2 é consumido. Além disso, os reatores hidroconversão muitas vezes entopem devido aos precursores de coque presentes nos óleos de pirólise ou do coque produzido como resultado da catálise.Improving the quality of the pyrolysis oils produced through conventional rapid pyrolysis by hydroconversion consumes large amounts of H2, and the extreme process conditions make it uneconomical. Reactions are inherently out of balance because, due to the high pressures required, too much water is created at the same time that too much H2 is consumed. In addition, hydroconversion reactors often clog due to the coke precursors present in the pyrolysis oils or the coke produced as a result of the catalysis.

[005]Em geral, a hidropirólise é um processo catalítico de pirólise realizado na presença de hidrogênio molecular. Normalmente, o objetivo de processos convencionais de hidropirólise tem sido o de maximizar o rendimento líquido em uma única etapa. No entanto, em um caso conhecido, uma segunda etapa reacional foi adicionada, cujo objetivo foi o de maximizar o rendimento, mantendo a alta remoção de oxigênio. No entanto, mesmo essa abordagem compromete a economia, cria um sistema que requer uma fonte externa de H2, e deve ser realizada sob excessivas pressões internas. Além de exigir uma entrada contínua de hidrogênio, tais processos convencionais de hidropirólise produzem excessiva quantidade de H2O, que precisam ser então eliminadas.In general, hydropyrolysis is a catalytic pyrolysis process performed in the presence of molecular hydrogen. Ordinarily, the goal of conventional hydroepirolysis processes has been to maximize liquid yield in a single step. However, in a known case, a second reaction step was added, whose objective was to maximize the yield, maintaining the high oxygen removal. However, even this approach compromises the economy, it creates a system that requires an external source of H2, and must be performed under excessive internal pressures. In addition to requiring a continuous inlet of hydrogen, such conventional hydro-pyrolysis processes produce excessive amounts of H2O, which must then be eliminated.

Sumário da Invenção [006]Por conseguinte, é um objetivo da presente invenção fornecer um processo balanceado auto-sustentável para a conversão de biomassa a um produto líquido por meio de hidropirólise. Por auto-sustentável, queremos dizer que, uma vez iniciado, o processo não requer nenhuma entrada adicional de reagentes, calor ou energia provenientes de fontes externas.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a self-sustaining balanced process for the conversion of biomass to a liquid product by means of hydrotropyysis. By self-sustaining, we mean that, once started, the process does not require any additional input of reagents, heat, or energy from external sources.

[007]É um outro objetivo desta invenção fornecer um processo para a conversão de biomassa em um produto líquido usando hidropirólise em que a produção total do processo como um todo é substancialmente apenas o produção líquido e CO2. Como usado aqui, o termo "produto líquido" se refere a produtos hidrocarbonetos, normalmente -C4 + líquidos, produzidos pelo processo desta invenção.It is a further object of this invention to provide a process for the conversion of biomass into a liquid product using hydropyrosolysis wherein the total production of the process as a whole is substantially only the liquid and CO2 production. As used herein, the term "liquid product" refers to the normally-C 4 + liquid hydrocarbon products produced by the process of this invention.

[008]Estes e outros objetivos da presente invenção são atingidos através de um processo multiestágio auto-sustentável para a produção de produções líquidos provenientes de biomassa em que a biomassa é hidropirolisada em um reator contendo hidrogênio molecular e um catalisador de desoxigenação, produzindo um líquido de hidropirólise parcialmente desoxigenado, material carbonizado, e calor no primeiro estágio do processo. O líquido de hidropirólise parcialmente desoxigenado é hidroge-nado utilizando um catalisador de hidroconversão, produzindo um líquido hidrocarbo-neto substancialmente totalmente desoxigenado, uma mistura gasosa compreendendo CO e gases de hidrocarbonetos leves (C1-C3), e calor no segundo estágio do processo. A mistura gasosa é então reformada em um reformador de vapor, produzindo hidrogênio molecular reformado. O hidrogênio molecular reformado é então introduzido ao vaso reacional para a hidropirólise de biomassa adicional.These and other objects of the present invention are achieved by a self-sustaining multistage process for the production of liquid productions from biomass wherein the biomass is hydrolyzed in a reactor containing molecular hydrogen and a deoxygenation catalyst, producing a liquid partially deoxygenated hydrotropyysis, carbonized material, and heat in the first stage of the process. The partially deoxygenated hydrotropyysis liquid is hydrogenated using a hydroconversion catalyst, producing a substantially fully deoxygenated hydrocarbon liquid, a gaseous mixture comprising CO and light hydrocarbon gases (C 1 -C 3), and heat in the second stage of the process. The gaseous mixture is then reformed into a steam reformer, producing reformed molecular hydrogen. The reformed molecular hydrogen is then introduced into the reaction vessel for additional hydropyrolysis of biomass.

[009]Para fornecer um processo auto sustentado, as etapas de hidropirólise e de hidroconversão são operadas em condições em que cerca de 30-70% de oxigênio na biomassa é convertida em H2O e cerca de 30-70% do oxigênio é convertido em CO e CO2. Ou seja, a proporção de oxigênio na H2O ali produzida relativamente ao oxigênio no CO e CO2 ali produzidos fica na faixa de cerca de 0,43 a cerca de 2,2. De preferência, as pressões para o processo e as etapas de hidropirólise e hidroconver-são estão na faixa de cerca de 6,89 barg a 55,2 barg (100 psig a 800 psig) e são praticamente os mesmos para ambas as etapas. Pressões superiores a cerca de 55,2 barg (800 psig) resultado em um maior rendimento de produto líquido, que é a força motriz por trás dos parâmetros operacionais empregados por processos convencionais para maximizar o rendimento do produto líquido, no entanto, tais pressões mais elevadas também produzem maiores quantidades de água, como um resultado do que o processo como um todo é conduzido fora de equilíbrio, exigindo, por exemplo, a introdução de hidrogênio adicional no reator de hidropirólise a partir de uma fonte externa para concluir o processo. Além disso, o excesso de água produzido nas pressões mais elevadas necessita ser ainda purificada e descartado. Preferivelmente, as temperaturas para as etapas de hidropirólise e de hidroconversão estão na faixa de cerca de 343 °C (650 °F) até cerca de 538 °C (1000 °F).In order to provide a self-sustained process, the hydro-pyrolysis and hydroconversion steps are operated under conditions where about 30-70% oxygen in the biomass is converted to H2O and about 30-70% of the oxygen is converted to CO and CO2. That is, the proportion of oxygen in the H2 O produced therein relative to the oxygen in the CO and CO2 produced therein is in the range of about 0.43 to about 2.2. Preferably, the process pressures and the hydropyrrole and hydroconverting steps are in the range of from about 6.89 barg to about 100 psig (100 psig) and are practically the same for both steps. Pressures greater than about 55.2 barg (800 psig) result in a higher yield of liquid product, which is the driving force behind the operating parameters employed by conventional processes to maximize the yield of the liquid product, however such pressures more high temperatures also produce larger amounts of water as a result of which the process as a whole is conducted out of balance, requiring, for example, the introduction of additional hydrogen into the hydro-pyrolysis reactor from an external source to complete the process. In addition, the excess water produced at the higher pressures needs to be further purified and discarded. Preferably, the temperatures for the hydropyrolysis and hydroconversion steps are in the range of about 343Â ° C (650Â ° F) to about 538Â ° C (1000Â ° F).

Breve Descrição dos Desenhos [010]Estes e outros objetivos e características desta invenção serão mais bem compreendidos a partir da descrição detalhada apresentada adiante, tomada em conjunto com os desenhos, onde: A Figura 1 é um diagrama esquemático de fluxo do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir de biomassa, de acordo com uma modalidade desta invenção, A Figura 2 é um diagrama esquemático de fluxo do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir de biomassa utilizando um catalisador de hidrocraqueamento em que o hidrocraqueamento ocorre a jusante da etapa de hidro-conversão de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 3 é um diagrama esquemático de fluxo do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir da biomassa, utilizando um catalisador de hidrocraqueamento que ocorre a montante do separador da etapa de hidroconversão de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 4 é um diagrama esquemático de fluxo do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir da biomassa, utilizando um catalisador de hidrocraqueamento em que ocorre a montante do separador da etapa de hidroconversão de acordo com uma outra modalidade da presente invenção; A Figura 5 é um diagrama esquemático de fluxo do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir da biomassa, utilizando um catalisador de hidrocraqueamento em que o hidrocraqueamento ocorre a jusante da etapa de hidroconversão de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 6 é um diagrama esquemático de fluxo do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir da biomassa, utilizando um catalisador de hidrocraqueamento em que o hidrocraqueamento se realiza em paralelo com a etapa hidroconversão de acordo com uma modalidade desta invenção; A Figura 7 é um diagrama esquemático de fluxo do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir da biomassa, utilizando um catalisador de hidrocraqueamento em lugar do catalisador hidropirólise de acordo com uma modalidade desta invenção; e A Figura 8 é um fluxo esquemático diagrama do processo auto sustentável para produzir combustíveis líquidos a partir da biomassa, utilizando um catalisador de hidrocraqueamento em lugar do catalisador de hidroconversão de acordo com uma modalidade da presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS These and other objects and features of this invention will be better understood from the detailed description below, taken in conjunction with the drawings, wherein: Figure 1 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from biomass according to one embodiment of this invention. Figure 2 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from biomass using a hydrocracking catalyst wherein hydrocracking occurs downstream of the hydro conversion step according to one embodiment of the present invention; Figure 3 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from the biomass using a hydrocracking catalyst occurring upstream of the hydroconversion stage separator according to one embodiment of the present invention; Figure 4 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from the biomass using a hydrocracking catalyst in which it occurs upstream of the hydroconversion stage separator according to another embodiment of the present invention; Figure 5 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from the biomass using a hydrocracking catalyst wherein hydrocracking occurs downstream of the hydroconversion step according to one embodiment of the present invention; Figure 6 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from the biomass using a hydrocracking catalyst wherein the hydrocracking is performed in parallel with the hydroconversion step according to one embodiment of this invention; Figure 7 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from the biomass using a hydrocracking catalyst in place of the hydro-pyrolysis catalyst according to one embodiment of this invention; and Figure 8 is a schematic flow diagram of the self-sustaining process for producing liquid fuels from the biomass using a hydrocracking catalyst instead of the hydroconversion catalyst according to one embodiment of the present invention.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas [011]O processo da presente invenção, mostrado na figura. 1, é um processo multiestágio, compacto, balanceado, integrado, para transformar termoquimicamente biomassa em gasolina mais produto líquido diesel, adequado para uso como combustível de veículos de transporte, sem a necessidade de ser provido externamente com H2, CH4, ou água. O primeiro estágio ou etapa de reação desse processo emprega um reator de hidropirólise 10 pressurizado, reforçado cataliticamente para criar um produto líquido de hidropirólise parcialmente desoxigenado, de baixo teor de material carbonizado, a partir do qual o material carbonizado é removido. O segundo estágio reacional (após a remoção material carbonizado) emprega um reator de hidroconversão 11 em que uma etapa de hidroconversão é realizada substancialmente na mesma pressão que a do primeiro estágio reacional. O produto proveniente do segundo estágio de reação é então resfriado e separado em frações líquidas e gasosas usando separadores de alta pressão 12, 13 e separador de baixa pressão 14. CO mais gases leves do tipo C1-C3 produzidos nos dois estágios são então reformados em vapor em um reformador de vapor 15 para produzir H2 usando água que é também produzida no processo. Um aspecto chave desta invenção é que a energia térmica necessária no processo é fornecido pelo calor de reação da reação de desoxigenação, que é exotérmica, e ocorre em ambos os primeiro e segundo estágios. Outro aspecto fundamental desta invenção é que a alimentação de biomassa não precisa intensamente secada e, de fato, a adição de água seja na alimentação ou como uma alimentação em separado é vantajosa ao processo porque ela estimula a formação de H2 in-situ através de uma reação de deslocamento da água.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [011] The process of the present invention, shown in the figure. 1 is a multistage, compact, balanced, integrated process for thermally converting biomass to gasoline plus diesel liquid product suitable for use as carrier fuel without the need to be externally provided with H2, CH4, or water. The first stage or reaction step of this process employs a catalytically reinforced pressurized hydrotropyysis reactor 10 to create a low carbon partially deoxygenated hydrotropy liquid product from which the carbonized material is removed. The second reaction stage (after removal of carbonized material) employs a hydroconversion reactor 11 in which a hydroconversion step is performed substantially at the same pressure as that of the first reaction stage. The product from the second reaction stage is then cooled and separated into liquid and gaseous fractions using high pressure separators 12, 13 and low pressure separator 14. Further light gases of the type C1-C3 produced in the two stages are then reformed in steam in a steam reformer to produce H2 using water which is also produced in the process. A key aspect of this invention is that the thermal energy required in the process is provided by the reaction heat of the deoxygenation reaction, which is exothermic, and occurs in both the first and second stages. Another fundamental aspect of this invention is that the biomass feed does not need to be intensively dried and, in fact, the addition of water either in the feed or as a separate feed is advantageous to the process because it stimulates the formation of H2 in-situ through a water displacement reaction.

[012]O processo balanceado, integrado dessa invenção é realizado sob condições que equilibram os níveis de descarboxilação, descarbonilação, e hidrodesoxi-genação tal que de 30 a 70% do oxigênio presente na biomassa é rejeitado como CO e CO2 e os restantes de 30 a 70% do oxigênio na biomassa é rejeitado como H2O ao final do processo onde ele é facilmente separado dos produtos líquidos hidrofílicos produzidos pelo processo para uso no processo de reforma. No geral, após a reforma dos gases leves produzidos pelos primeiros dois estágios do processo com a água produzida pelo processo, mais de 95% do oxigênio no processo é rejeitado como CO2.The balanced, integrated process of this invention is performed under conditions which balance the decarboxylation, decarbonylation, and hydrodeoxygation levels such that 30 to 70% of the oxygen in the biomass is discarded as CO and CO 2 and the remaining 30 to 70% of the oxygen in the biomass is rejected as H2O at the end of the process where it is easily separated from the hydrophilic liquid products produced by the process for use in the reform process. In general, after reforming the light gases produced by the first two stages of the process with the water produced by the process, more than 95% of the oxygen in the process is rejected as CO2.

[013]O especial equilíbrio das reações é fundamental para o processo desta invenção e é conseguido através da seleção dos apropriados catalisadores e condições de processo em cada etapa. Apesar de cada etapa do processo desta invenção poder produzir uma variedade de produtos, dependendo do catalisador, pressão, temperatura e o tempo nas correntes empregadas, apenas quando esses processos estão integrados nas séries específicas das etapas e condições de processo dessa invenção é possível proporcionar um processo balanceado em que a totalidade das demandas de H2, CH4, e as de água de todo o processo podem ser supridas pela biomassa, o que é crucial para a criação de um combustível fungível que possa ser comercializado a um custo razoável.The particular equilibrium of the reactions is critical to the process of this invention and is achieved by selecting the appropriate catalysts and process conditions at each step. While each step of the process of this invention may produce a variety of products, depending upon the catalyst, pressure, temperature and time in the streams employed, only when such processes are integrated into the specific series of process steps and conditions of this invention is it possible to provide a balanced process in which the entire H2, CH4 and water demands of the whole process can be met by biomass, which is crucial for the creation of a fungible fuel that can be traded at a reasonable cost.

[014]Na primeira etapa do processo desta invenção mostrado na Figura 1, a biomassa e hidrogênio molecular são introduzidos em um reator 10 que contém um catalisador desoxigenação, vaso no qual a biomassa experimenta a hidropirólise, produzindo um débito de produto compreendendo um produto líquido de hidropirólise de baixo teor de material carbonizado, parcialmente desoxigenado, vapores de pirólise (gases do tipo C1-C3), H2O, CO, CO2 e H2. Embora qualquer reator adequado para hidropirólise possa ser empregado, o reator preferido utiliza um reator de leito fluidi-zado. A etapa de hidropirólise emprega um aquecimento rápido (superior a cerca de 100 W/m2) da alimentação de biomassa de tal forma que o tempo de residência dos vapores de pirólise no reator é inferior a cerca de 5 minutos. Em contraste a isso, o tempo de residência do material carbonizado é relativamente longo, porque não é removido através do fundo do reator e, portanto, deve ser reduzido quanto ao tamanho de partícula até que as partículas sejam suficientemente pequenas para permitir que elas sejam carreadas para fora com os vapores de exaustão nas proximidades do topo do reator.In the first step of the process of this invention shown in Figure 1, biomass and molecular hydrogen are introduced into a reactor 10 which contains a deoxygenation catalyst, a vessel in which the biomass undergoes hydrotropyysis, producing a product flow comprising a liquid product low dehydropyrolysis of carbonized, partially deoxygenated material, pyrolysis vapors (type C1-C3 gases), H2O, CO, CO2 and H2. While any reactor suitable for hydropyrolysis can be employed, the preferred reactor utilizes a fluidized bed reactor. The hydro-pyrolysis step employs rapid heating (greater than about 100 W / m 2) of the biomass feed such that the residence time of the pyrolysis vapors in the reactor is less than about 5 minutes. In contrast to this, the residence time of the carbonized material is relatively long because it is not removed through the bottom of the reactor and therefore must be reduced in particle size until the particles are small enough to allow them to be carried out with the exhaust vapors near the top of the reactor.

[015]A alimentação de biomassa utilizada no processo desta invenção pode ser na forma de partículas de biomassa soltas possuindo uma maior parte de partículas preferivelmente menores que cerca de 3 milímetros em tamanho ou na forma de uma polpa biomassa/líquido. Todavia, será notado por aqueles usualmente versados na técnica, que a alimentação de biomassa pode ser pré-tratada ou de outro modo processada em um modo tal que partículas de tamanhos maiores possam ser acomodadas. Meios adequados para a introdução da alimentação de biomassa no reator de hidropirólise incluem, mas não se limitam a, um eixo sem-fim, corrente de gás de movimentação de movimento rápido (maior que cerca de 5 m/s), tal como gases inertes e H2, e bombas de deslocamento constante, impulsores, ou bombas do tipo turbinas.The biomass feed used in the process of this invention may be in the form of loose biomass particles having a majority of particles preferably smaller than about 3 millimeters in size or in the form of a biomass / liquid pulp. However, it will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the biomass feed can be pretreated or otherwise processed in such a way that larger sized particles can be accommodated. Suitable means for introducing the biomass feed into the hydrotropyolysis reactor include, but are not limited to, a worm axis, fast moving gas stream (greater than about 5 m / s), such as inert gases and H2, and constant displacement pumps, impellers, or turbine type pumps.

[016]A hidropirólise é realizada no reator a uma temperatura na faixa de cerca de 327 °C (800 °F) até cerca de 538 °C (1000 °F) e numa pressão na faixa de 6,89 barg (100 psig) até cerca de 55,2 barg (800 psig). A taxa de aquecimento da biomassa é, de preferência maior do que cerca de 100W/m2. A velocidade espacial horária más-sica (WHSV) em grama de biomassa/grama de catalisador/hora nessa etapa está na faixa de cerca de 0,2 a cerca de 10. Em processos convencionais de hidropirólise, como observado anteriormente, o objetivo é maximizar o rendimento do produto líquido, o que exige operação sob pressões substancialmente maiores, por exemplo, da ordem de 138 barg (2000 psig). Isto é porque a descarboxilação é favorecida sob baixas pressões enquanto que a hidrodesoxigenação é favorecida a altas pressões de operação. Através da manutenção de pressões no processo desta invenção na faixa de 6,89 barg (100 psig) a 55,2 barg (800 psig), mais preferivelmente a cerca de 34,5 barg (500 psig), a descarboxilação e a desidrodesoxigenação se equilibram, mas o rendimento do produto líquido é reduzido. Em pressões maiores, a hidrodesoxige-nação é favorecida e as reações tornam-se desequilibradas.Hydropyrrolysis is performed in the reactor at a temperature in the range of about 800Â ° F (327Â ° C) to about 1000Â ° F (538Â ° C) and at a pressure in the range of 100 psig (6.89 barg) to about 55.2 barg (800 psig). The heating rate of the biomass is preferably greater than about 100 W / m 2. The mass hourly space velocity (WHSV) in biomass gram / gram of catalyst / hour in that step is in the range of about 0.2 to about 10. In conventional hydro-pyrolysis processes, as noted previously, the goal is to maximize the yield of the liquid product, which requires operation at substantially higher pressures, for example, on the order of 138 barg (2000 psig). This is because decarboxylation is favored at low pressures while hydrodeoxygenation is favored at high operating pressures. By maintaining pressures in the process of this invention in the range of from 100 psig to 100 psig, more preferably at about 50 psig, decarboxylation but the yield of the liquid product is reduced. At higher pressures, the hydrodeoxygenation is favored and the reactions become unbalanced.

[017]Conforme indicado anteriormente, na etapa de hidropirólise desta invenção, a alimentação da biomassa sólida é aquecida rapidamente, de preferência em um leito fluidizado quente, resultando em rendimento do produto líquido comparável e possivelmente melhor do que os rendimentos obtidos com a pirólise rápida convencional. Todavia, os vapores da hidropirólise agora estão na presença de um catalisador e de uma alta pressão parcial de H2 dentro do leito fluidizado, que fornece a atividade de hidrogenação e também alguma atividade de desoxigenação. A atividade de hidro-genação é muito desejável para a prevenção da polimerização de olefinas reativas, reduzindo desse modo a formação de radicais livres instáveis. De forma similar, a atividade de desoxigenação é importante de modo que o calor da reação de hidropi-rólise é fornecido pela reação exotérmica de desoxigenação, suprimindo assim a necessidade de aquecimento externo. A vantagem da hidropirólise sobre os processos pirolíticos existentes é que a hidropirólise evita reações retrógradas de pirólise, que é usualmente realizada em uma atmosfera inerte, muito certamente em ausência de H2 e, geralmente na ausência de um catalisador, que promovem desse modo a indesejável formação de aromáticos polinucleares, radicais livres e compostos olefínicos que não estão presentes na biomassa original.As indicated above, in the hydro-pyrolysis step of this invention, the feed of the solid biomass is heated rapidly, preferably in a hot fluidized bed, resulting in comparable liquid product yield and possibly better than the yields obtained with the rapid pyrolysis conventional. However, hydropyrrolysis vapors are now in the presence of a catalyst and a high partial pressure of H2 within the fluidized bed which provides the hydrogenation activity and also some deoxygenation activity. Hydrogenation activity is highly desirable for the prevention of the polymerization of reactive olefins, thereby reducing the formation of unstable free radicals. Similarly, the deoxygenation activity is important so that the heat of the hydrolysis reaction is provided by the exothermic deoxygenation reaction, thereby suppressing the need for external heating. The advantage of hydropyriolysis over existing pyrolytic processes is that hydropyrolysis avoids retrograde pyrolysis reactions, which is usually carried out in an inert atmosphere, most certainly in the absence of H2, and generally in the absence of a catalyst, thereby promoting undesirable formation of polynuclear aromatics, free radicals and olefinic compounds that are not present in the original biomass.

[018]O primeiro estágio da etapa de hidropirólise primeira etapa desta invenção opera a uma temperatura mais quente do que é típico de um processo de hidro-conversão convencional, como um resultado do que a biomassa é rapidamente des-volatilizada. Assim, a etapa requer um catalisador ativo para estabilizar os vapores da hidropirólise, mas não tão ativo a ponto de que ela rapidamente forme coque. Tamanhos de partículas do catalisador são de preferência maiores do que cerca de 100 pm. Embora qualquer catalisador desoxigenação adequado para uso na faixa de temperatura deste processo possa ser empregado na etapa hidropirólise, os catalisadores de acordo com modalidades preferidas da presente invenção são os seguintes: [019]Catalisadores vidro-cerâmicos: Os catalisadores do tipo vidro-cerâmicos são extremamente fortes e resistentes ao desgaste e podem ser preparados como termicamente impregnados (isto é, suportados) ou como catalisadores a granel.The first stage of the first stage hydrotropyysis step of this invention operates at a warmer temperature than is typical of a conventional hydro conversion process as a result of which the biomass is rapidly de-volatilized. Thus, the step requires an active catalyst to stabilize the hydro-pyrolysis vapors, but not so active that it rapidly forms coke. Catalyst particle sizes are preferably greater than about 100 Âμm. Although any deoxygenation catalyst suitable for use in the temperature range of this process can be employed in the hydropyrolysis step, the catalysts according to preferred embodiments of the present invention are as follows: [019] Glass-ceramic catalysts: Glass-ceramic type catalysts are extremely strong and wear resistant and can be prepared as thermally impregnated (i.e., supported) or as bulk catalysts.

Quando empregados como catalisadores NiMo sulfetados, Ni/NiO, ou como catalisadores vidro-cerâmicos de base Co, o catalisador resultante é uma versão resistente ao atrito de um facilmente disponível, porém suave, catalisador convencional NiMo, Ni/NiO, ou de base Co. Os catalisadores vidro-cerâmicos sulfetados Ni/NiO, ou de base Co são particularmente adequados para uso em um leito fluidizado quente, pois esses materiais podem proporcionar o efeito catalítico de um suportado catalisador convencional, mas de uma forma muito mais robusta e resistente ao atrito. Adicionalmente, devido à resistência ao atrito do catalisador, a biomassa e o material carbonizado são simultaneamente triturados até a forma de partículas menores à medida que a reação de hidropirólise evolui dentro do reator. Desse modo, o material carbonizado que é finalmente recuperado está substancialmente livre de contaminantes de catalisador provenientes do catalisador devido à extremamente alta resistência e resistência ao atrito do catalisador. A taxa de resistência a atrito do catalisador será tipicamente menor que cerca de 2% em peso por hora, preferivelmente menor que cerca de 1 % em peso por hora como determinado em um teste padrão de índice de teste de atrito em copo por jato de alta velocidade.When employed as Ni / NiO catalysts, Ni / NiO, or as base-glass-ceramic catalysts Co, the resulting catalyst is a friction resistant version of a readily available, yet mild, conventional NiMo, Ni / NiO, or Base Co The Ni / NiO, or base-Co, sulfated glass-ceramic catalysts are particularly suitable for use in a hot fluidized bed, since such materials can provide the catalytic effect of a conventional supported catalyst, but in a much more robust and resistant to friction. In addition, due to the friction resistance of the catalyst, the biomass and carbonized material are simultaneously ground to the smallest form as the hydro-pyrolysis reaction evolves inside the reactor. Thus, the carbonized material that is ultimately recovered is substantially free of catalyst contaminants from the catalyst due to the extremely high resistance and resistance to the friction of the catalyst. The rate of friction resistance of the catalyst will typically be less than about 2% by weight per hour, preferably less than about 1% by weight per hour as determined in a high jet glass test rate test velocity.

[020]Catalisador fosfeto de níquel: Os catalisadores fosfeto de níquel não exigem enxofre para funcionar e portanto serão tão ativos em um ambiente livre de enxofre como em um ambiente contendo H2S, COS e outros compostos contendo enxofre. Portanto, este catalisador será tão ativa para biomassa, que contenha pouco ou nenhum enxofre presente, como com biomassa que não contenha enxofre (por exemplo, palha de milho). Este catalisador pode ser impregnado em carbono como um catalisador em separado ou impregnado diretamente no suprimento de biomassa propriamente.[020] Nickel phosphide catalyst: Nickel phosphide catalysts do not require sulfur to function and therefore will be as active in a sulfur free environment as in an environment containing H2S, COS and other sulfur containing compounds. Therefore, this catalyst will be as active for biomass, which contains little or no sulfur present, or as biomass that does not contain sulfur (eg corn straw). This catalyst may be impregnated into carbon as a separate catalyst or impregnated directly into the biomass supply itself.

[021]Bauxita: A bauxita é um material extremamente barato e, portanto, pode ser usada como um catalisador descartável. A bauxita também pode ser impregnada com outros materiais, tais como Ni, Mo, ou ser sulfetada também.[021] Bauxite: Bauxite is an extremely cheap material and therefore can be used as a disposable catalyst. Bauxite can also be impregnated with other materials, such as Ni, Mo, or be sulphited as well.

[022]Catalisador sílica-alumina de pequeno tamanho secado por atomização impregnado com NiMo ou CoMo e sulfetado para formar um catalisador de hidrocon-versão: Catalisadores NiMo ou CoMo comercialmente disponíveis são normalmente fornecidos como pastilhas de grandes tamanhos de 1/8 a 1/16 polegada para uso em leitos fervilhantes. No presente caso, NiMo é impregnado em catalisador sílica- alumina secado por atomização e usado em um leito fluidizado. Esse catalisador apresenta maior resistência que um catalisador NiMo ou CoMo convencional e pode ser do tamanho certo para uso em um leito fluidizado.[022] Small-size silica-alumina catalyst sprayed impregnated with NiMo or CoMo and sulfided to form a hydroconversion catalyst: Commercially available NiMo or CoMo catalysts are usually supplied as pellets of large sizes from 1/8 to 1 / 16 inch for use on boiling beds. In the present case, NiMo is impregnated in a spray-dried silica-alumina catalyst and used in a fluidized bed. Such a catalyst exhibits greater strength than a conventional NiMo or CoMo catalyst and may be of the right size for use in a fluidized bed.

[023]Em meio às etapas de hidropirólise e hidroconversão, o material carbonizado é removido do produto líquido hidrocarboneto. A remoção do material carbonizado tem sido uma importante barreira na pirólise rápida, pois o material carbonizado tende a recobrir os filtros e reagir com os vapores oxigenados da pirólise de modo a formar revestimentos viscosos que podem obturar os filtros no processo a quente. O material carbonizado pode ser removido de acordo com o processo desta invenção por filtração do fluxo de vapor, ou por meio de filtragem de uma etapa de lavagem-leito fervilhante. A retropulsagem pode ser empregada na remoção do material carbonizado depositado nos filtros, contanto que o hidrogênio usado no processo essa invenção reduza suficientemente a reatividade dos vapores da pirólise. A precipitação eletrostática, separação inercial, separação magnética, ou uma combinação dessas tecnologias podem ser também usadas para remover o material carbonizado e partículas de cinzas da corrente de vapor aquecido antes do resfriamento e da condensação do produto líquido.[023] Amid the steps of hydrotropyysis and hydroconversion, the carbonized material is removed from the hydrocarbon liquid product. Removal of the carbonized material has been an important barrier in rapid pyrolysis since the carbonized material tends to cover the filters and react with the oxygenated pyrolysis vapors to form viscous coatings which can plug the filters in the hot process. The carbonized material may be removed in accordance with the process of this invention by filtration of the steam stream, or by means of filtration of a boiling-bed-washing step. Retropulsation may be employed in the removal of the carbonized material deposited in the filters, provided that the hydrogen used in the process of this invention sufficiently reduces the reactivity of the pyrolysis vapors. Electrostatic precipitation, inertial separation, magnetic separation, or a combination of these technologies may also be used to remove the charred material and ash particles from the heated steam stream prior to cooling and condensation of the liquid product.

[024]Em virtude da sua resistência ao atrito, os catalisadores do tipo vidro-cerâmico são mais facilmente separados do material carbonizado por meio de tecnologias energéticas de separação inercial que tipicamente empregam processos de impacto energético, interceptação, e/ou difusão algumas vezes combinados com a precipitação eletrostática para separar, concentrar e coletar o material carbonizado na forma de uma corrente secundária para recuperação. Uma adicional virtude desses materiais é que, devido a eles serem suscetíveis à separação magnética (em um estado reduzido, sendo atraídos a um campo magnético permanente ou eletricamente induzido), técnicas magnéticas bem como combinações de meios magnéticos, inerci-ais, e eletrostáticos podem ser empregados para separar o material carbonizado desses catalisadores os quais não são possíveis de aplicar com materiais mais moles.[024] Because of their resistance to friction, glass-ceramic type catalysts are more easily separated from the carbonized material by means of inertial separation energy technologies which typically employ processes of energy impact, interception, and / or diffusion sometimes combined with electrostatic precipitation to separate, concentrate and collect the carbonized material in the form of a secondary stream for recovery. An additional virtue of such materials is that, because they are susceptible to magnetic separation (in a reduced state, being attracted to a permanent or electrically induced magnetic field), magnetic techniques as well as combinations of magnetic, inertial, and electrostatic media may be employed to separate the carbonized material from these catalysts which are not possible to apply with softer materials.

[025]De acordo com uma modalidade dessa invenção, a filtração por gás quente pode ser usada para remover o material carbonizado. Neste caso, pelo fato do hidrogênio estabilizar os radicais livres e saturados as olefinas, a torta de poeira capturada nos filtros pode ser mais facilmente limpa que o material carbonizado removido na filtração quente dos aerossóis produzidos na pirólise rápida convencional. De acordo com uma outra modalidade desta invenção, o material carbonizado é removido mediante borbulhamento do gás produzido no primeiro estágio através de um líquido recirculante. O líquido recirculado usado é a porção de alto ponto de ebulição do óleo acabado proveniente desse processo sendo assim um óleo totalmente saturado (hi-drogenado), estabilizado possuindo um ponto de estação tipicamente acima de 343 °C (650 °F). O material carbonizado ou finos de catalisador provenientes do primeiro estágio de reação são capturados nesse líquido. Uma parte do líquido pode ser filtrada para remover os finos e uma parte pode ser reciclada de volta para o primeiro estágio do reator de hidropirólise. Uma vantagem de se usar um líquido de recirculação é que ele proporciona uma maneira de rebaixar a temperatura dos vapores de processo que carreiam o material carbonizado do primeiro estágio reacional até a temperatura desejada para a etapa de hidroconversão do segundo estágio de reação removendo ao mesmo tempo o material finamente particulado do material carbonizado e do catalisador. Uma outra vantagem de se empregar a filtração líquida é que o uso de filtração por gás quente com seus inerentes problemas bem documentados de limpeza de filtro fica completamente evitado.[025] According to one embodiment of this invention, hot gas filtration can be used to remove the carbonized material. In this case, because the hydrogen stabilizes the free radicals and saturates the olefins, the dust cake captured in the filters can be more easily cleaned than the carbonized material removed in the hot filtration of the aerosols produced in the conventional fast pyrolysis. According to another embodiment of this invention, the carbonized material is removed by bubbling the gas produced in the first stage through a recirculating liquid. The recirculated liquid used is the high boiling point portion of the finished oil from that process being thus a stabilized, fully saturated (hydrogenated) oil having a station point typically above 650Â ° F (343Â ° C). The carbonized or fine catalyst material from the first reaction stage is captured in that liquid. A portion of the liquid may be filtered to remove the fines and a portion may be recycled back to the first stage of the hydrotropyolysis reactor. An advantage of using a recirculating liquid is that it provides a way of lowering the temperature of the process vapors which carry the carbonized material from the first reaction stage to the desired temperature for the hydroconversion step of the second reaction stage while removing at the same time the finely particulate material of the carbonized material and the catalyst. Another advantage of using liquid filtration is that the use of hot gas filtration with its inherent well-documented filter cleaning problems is completely avoided.

[026]De acordo com uma modalidade desta invenção, os catalisadores de grande porte NiMo ou CoMo, implantados em um leito fervilhante, são usados para remoção do material carbonizado para fornecer adicional desoxigenação em simultâneo com a remoção de partículas finas. As partículas deste catalisador devem ser grandes, preferivelmente de cerca de 1/8 a 1/16 polegada de tamanho, tornando-os assim facilmente separáveis dos finos do material carbonizado carreados desde o primeiro estágio de reação, os quais são tipicamente menores que 200 mesh (aproximadamente 70 micrometros).[026] According to one embodiment of this invention, the large NiMo or CoMo catalysts, implanted in a seeding bed, are used for removal of the carbonized material to provide additional deoxygenation simultaneously with the removal of fine particles. The particles of this catalyst should be large, preferably about 1/8 to 1/16 inch in size, thereby making them readily separable from the fines of the carbonized material carried from the first reaction stage, which are typically less than 200 mesh (about 70 microns).

[027]Após a remoção do material carbonizado, os vapores dos líquidos do tipo C4+, juntamente com H2, CO, CO2, H2O e gases do tipo C1-C3 provenientes da etapa de hidropirólise do primeiro estágio de reação são introduzidos em um reator 11 do segundo estágio em que eles são submetidos a uma etapa de hidroconversão em um segundo estágio de reação, que preferivelmente é realizado numa temperatura mais baixa 260 °C a 455 °C (500-850 °F) que a etapa de hidropirólise do primeiro estágio de reação para aumentar a vida útil do catalisador e substancialmente na mesma pressão 6,89 barg a 55,2 barg (100-800 psig) como na etapa de hidropirólise do primeiro estágio de reação. A velocidade mássica espacial horária (WHSV) para esta etapa está na faixa de cerca de 0,2 a cerca de 3. O catalisador utilizado nesta etapa deve ser protegido de Na, K, Ca, P, e outros metais presentes na biomassa que podem envenenar o catalisador, o que tenderá a aumentar a vida útil do catalisador. Este catalisador também deve ser protegido de olefinas e radicais livres mediante a melhora do nível catalítico realizado na primeira etapa do primeiro estágio de reação. Os catalisadores tipicamente selecionados para essa etapa são catalisadores de alta atividade de hidroconversão; por exemplo, catalisadores sulfetados de NiMo e sulfetados de CoMo. Nesse estágio de reação, o catalisador é usado para catalisar uma reação de deslocamento água-gás de CO + H2O para produzir CO2 + H2, permitindo desse modo a produção in-situ do hidrogênio no reator 11 do segundo estágio, que por sua vez reduz o hidrogênio exigido para a hidroconversão. Os catalisadores NiMo e CoMo ambos catalisam a reação de deslocamento água-gás. O objetivo desse segundo estágio de reação é novamente equilibrar as reações de desoxigenação. Esse equilíbrio é feito mediante utilizar pressões relativamente baixas 6,89 barg a 55,2 barg (100-800 psig), juntamente com a escolha certa do catalisador. Em processos convencionais de hidrodesoxigenação, pressões na faixa de cerca de 138 barg (2000 psig) até cerca de 207 barg (3.000 psig) são normalmente empregadas. Isso ocorre porque os processos são destinados a converter os óleos de pirólise, que são extremamente instáveis e difíceis de processar em baixas pressões de H2.After removal of the carbonized material, C4 + type liquid vapors together with H2, CO, CO2, H2O and C1-C3 type gases from the first stage hydrocolysis stage are introduced into a reactor 11 of the second stage in which they are subjected to a hydroconversion step in a second reaction stage, which is preferably carried out at a lower temperature 260 ° C to 455 ° C (500-850 ° F) than the hydrophilic stage of the first stage of reaction to increase the useful life of the catalyst and substantially at the same pressure 6.89 barg at 55.2 barg (100-800 psig) as in the hydrotropyysis step of the first reaction stage. The hourly mass space velocity (WHSV) for this step is in the range of about 0.2 to about 3. The catalyst used in this step should be protected from Na, K, Ca, P, and other metals present in the biomass which may to poison the catalyst, which will tend to increase the useful life of the catalyst. This catalyst must also be protected from olefins and free radicals by improving the catalytic level achieved in the first stage of the first reaction stage. The catalysts typically selected for this step are catalysts of high hydroconversion activity; for example, NiMo sulfide catalysts and CoMo sulfates. In this stage of reaction, the catalyst is used to catalyze a water-gas displacement reaction of CO + H2O to produce CO2 + H2, thereby allowing the in-situ production of hydrogen in reactor 11 of the second stage, which in turn reduces the hydrogen required for hydroconversion. The NiMo and CoMo catalysts both catalyze the water-gas displacement reaction. The objective of this second stage of reaction is again to balance the deoxygenation reactions. This balance is made by using relatively low pressures from 6.89 barg to 55.2 barg (100-800 psig) along with the right choice of the catalyst. In conventional hydrodeoxygenation processes, pressures in the range of about 138 barg (2000 psig) to about 207 barg (3,000 psig) are commonly employed. This is because the processes are designed to convert the pyrolysis oils, which are extremely unstable and difficult to process at low H2 pressure.

[028]Após a etapa de hidroconversão, o óleo produzido estará substancialmente desoxigenado tal que ele pode ser diretamente utilizado como um combustível usado em transportes, após ele ser separado por meio de separadores de alta pressão 12, 13 e separador de baixa pressão 14, mediante destilação na forma de porções gasolina e diesel. Nos casos em que grandes quantidades de hidrocarbonetos do tipo C4, C5, e C6 são produzidos, um adsorvedor refrigerado pode ser colocado após o separador para recuperar os hidrocarbonetos C4 e C5 a partir do fluxo de gás. Uma porção pesada do líquido tal como aquela condensada no separador 12 é resfriada e usada para adsorver os hidrocarbonetos C4 e C5 do fluxo de gás. Um aspecto fundamental deste processo é o de ajustar a temperatura, pressão e a velocidade espacial para equilibrar o nível de descarboxilação, descarbonilação e de hidrodesoxigenação tal que a totalidade de H2 exigida para o processo possa ser feita pela reforma dos gases leves que são produzidos dentro do processo. Se ocorre excessiva hidrodeso-xigenação, então muita quantidade de H2 será exigida para o processo e o sistema será conduzido fora de equilíbrio. Igualmente, se excessiva descarboxilação ou des-carbonilação ocorre, muito carbono será perdido para CO2 e CO em lugar de ser convertido na forma de produto líquido, como um resultado qual as produções de líquido serão reduzidas.After the hydroconversion step, the oil produced will be substantially deoxygenated such that it can be directly used as a carrier fuel after it is separated by means of high pressure separators 12, 13 and low pressure separator 14, by distillation in the form of petrol and diesel portions. In cases where large amounts of C4, C5, and C6 type hydrocarbons are produced, a refrigerated adsorber may be placed after the separator to recover the C4 and C5 hydrocarbons from the gas stream. A heavy portion of the liquid such as condensed in the separator 12 is cooled and used to adsorb the hydrocarbons C4 and C5 of the gas stream. A key aspect of this process is to adjust the temperature, pressure and spatial velocity to balance the decarboxylation, decarbonylation and hydrodeoxygenation level such that the entire H2 required for the process can be made by reforming the light gases which are produced within of the process. If excessive hydrodeoxygenation occurs, then too much H2 will be required for the process and the system will be conducted out of balance. Also, if excessive decarboxylation or de-carbonylation occurs, too much carbon will be lost to CO 2 and CO instead of being converted into liquid product form, as a result where the liquid productions will be reduced.

[029]Após a etapa de hidroconversão, o efluente produzido é resfriado substancialmente tal que os materiais de fervura gasolina e diesel se condensam e apenas os gases leves permanecem na fase vapor. Estes gases (contendo CO, CO2, CH4, etano e propano) são enviados para o reformador de vapor 15 juntamente com a água do processo para a conversão em H2 e CO2. Uma parte destes gases é queimada em um forno ou outro material de queima para aquecer a porção restante de gases até a temperatura operacional do reformador de vapor, de cerca de aproximadamente 927 °C (1700 °F) . Reformadores de vapor requerem uma relação de vapor-hidrocarboneto de 3/1 em sua alimentação para empurrar o equilíbrio da reação, mas isto é muito mais que a quantidade requerida para a reação. O vapor é recuperado e reciclado internamente no reformador de vapor. O CO2 é removido do processo de absorção por meio de absorção por oscilação de pressão (PSA) e o H2 é recirculado de volta para o primeiro estágio de reação (hidropirólise) do processo. O líquido produzido pode ser separado como frações diesel e gasolina as quais são adequadas para uso como combustíveis de transporte.[029] After the hydroconversion step, the produced effluent is cooled substantially such that the gasoline and diesel boiling materials condense and only the light gases remain in the vapor phase. These gases (containing CO, CO2, CH4, ethane and propane) are sent to the steam reformer 15 along with the process water for conversion to H2 and CO2. A portion of these gases are burned in an oven or other burning material to heat the remaining portion of the gases to the steam reformer operating temperature of about 927øC (1700øF). Steam reformers require a 3/1 vapor-hydrocarbon ratio in their feed to push the equilibrium of the reaction, but this is much more than the amount required for the reaction. Steam is recovered and recycled internally in the steam reformer. CO2 is removed from the absorption process by pressure oscillation (PSA) absorption and the H2 is recirculated back to the first stage of reaction (hydrotropyysis) of the process. The liquid produced can be separated as diesel and gasoline fractions which are suitable for use as transport fuels.

[030]Além disso, este processo também é equilibrado no que diz respeito a água tal que água suficiente seja produzida no processo para fornecer toda a água necessária na etapa de reforma a vapor. De acordo com uma modalidade desta invenção, a quantidade de água empregada é tal que a saída do processo como um todo contém substancialmente apenas CO2 e produtos líquidos, evitando desse modo uma adicional etapa de processo para o descarte do excesso de água. Será notado por aqueles usualmente versados na técnica que o uso da reforma a vapor em combinação com etapas de hidropirólise e de hidroconversão como aqui apresentado apenas faz sentido onde o objetivo seja o de proporcionar um processo auto-sustentável em que a relação de O2 na H2O relativamente ao O2 no CO e CO2 produzidos pelo processo é de cerca de 1.0. Na ausência de tal objetivo, a reforma a vapor não se faz necessária porque o H2 exigido para a etapa de hidropirólise pode ser ainda provido por meio de fontes externas. Se fosse o caso de se empregar a reforma a vapor na ausência dos objetivos aqui estabelecidos, não se poderia finalizar o processo auto-sustentável dessa invenção em que a saída do processo consiste essencialmente do produto líquido e CO2.[030] Furthermore, this process is also balanced with respect to water such that sufficient water is produced in the process to provide all the water required in the steam reforming step. According to one embodiment of this invention, the amount of water employed is such that the output of the process as a whole contains substantially only CO2 and liquid products, thereby avoiding an additional process step for the disposal of excess water. It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that the use of steam reforming in combination with hydropyrrole and hydroconversion steps as presented herein makes sense only where the purpose is to provide a self-sustaining process wherein the ratio of O 2 to H 2 O relative to O 2 in the CO and CO 2 produced by the process is about 1.0. In the absence of such a goal, steam reforming is not necessary because the H2 required for the hydro-pyrolysis step can be further provided by external sources. If steam reforming were to be employed in the absence of the objectives set forth herein, the self-sustaining process of this invention could not be terminated in that the process output consists essentially of the liquid product and CO2.

[031]De acordo com uma modalidade desta invenção, o calor gerado no segundo estágio de reação pode ser usado para suprir a totalidade ou parte do calor necessário para conduzir a etapa hidropirólise no primeiro estágio de reação. De acordo com uma modalidade desta invenção, o processo também emprega a recirculação dos produtos pesados acabados como um líquido de lavagem na segunda etapa como aqui estabelecido acima para capturar os finos de processo que saem do reator de pirólise do primeiro estágio e controlar o calor da reação. De acordo com uma modalidade dessa invenção, esse líquido é também recirculado para a hidroconversão e possivelmente para a etapa de hidropirólise do primeiro estágio para regular a geração de calor em cada etapa. A taxa de recirculação está preferivelmente na faixa de 3 a 5 vezes a taxa de alimentação da biomassa. Isso é necessário porque a hidrode-soxigenação é uma reação fortemente exotérmica.According to one embodiment of this invention, the heat generated in the second reaction stage can be used to supply all or part of the heat required to conduct the hydro-pyrolysis step in the first reaction stage. According to one embodiment of this invention, the process also employs recirculation of the finished heavy products as a washing liquid in the second step as set forth hereinbefore to capture the process fines exiting the first stage pyrolysis reactor and controlling the heat of the first stage reaction. According to one embodiment of this invention, such liquid is also recirculated for hydroconversion and possibly for the first stage hydrotropyysis step to regulate the generation of heat at each step. The recirculation rate is preferably in the range of 3 to 5 times the feed rate of the biomass. This is necessary because hydrode-oxygenation is a strongly exothermic reaction.

[032]De acordo com uma modalidade desta invenção, a alimentação de bio-massa é uma biomassa aquática com alto teor lipídico, tal como algas ou uma planta aquática, tal como lemna, que permite a produção do mesmo óleo diesel desoxige-nado que pode ser produzido a partir dos lipídios extraídos de algas ou lemna mais adicional gasolina e diesel que podem ser produzidos a partir do restante da biomassa aquática. Isto é particularmente atraente porque a extração de lipídios é cara. Por outro lado, a pirólise rápida convencional de algas e biomassa aquática, seria muito não atraente devido às características das reações térmicas descontroladas da piró-lise rápida que pode degradar esses lipídios. Assim, o processo integrado desta invenção é ideal para a conversão de biomassa aquática, pois pode ser realizado em biomassa aquática que normalmente está apenas parcialmente desidratada e ainda assim produzir diesel e gasolina de alta qualidade.According to one embodiment of this invention, the bio-mass feed is a high-lipid aquatic biomass such as algae or an aquatic plant, such as lemna, which allows the production of the same deoxygenated diesel oil as can be produced from the lipids extracted from algae or further lemma gasoline and diesel that can be produced from the rest of the aquatic biomass. This is particularly attractive because lipid extraction is expensive. On the other hand, conventional fast pyrolysis of algae and aquatic biomass would be very unattractive due to the characteristics of the uncontrolled thermal reactions of rapid pyrolysis that can degrade these lipids. Thus, the integrated process of this invention is ideal for the conversion of aquatic biomass as it can be carried out in aquatic biomass which is usually only partially dehydrated and still produce high quality diesel and gasoline.

[033]O processo desta invenção fornece várias vantagens sobre os convencionais processos baseados na pirólise rápida pelo fato de que ele produz um produto estável, parcialmente desoxigenado com teor desprezível a baixo de material carbonizado a partir do qual o material carbonizado residual pode ser facilmente separado por filtração a gás quente ou pelo contato com um líquido recirculado; os vapores quentes do óleo da hidropirólise quente limpo podem ser diretamente melhorado em grau de qualidade até um produto final em uma segunda unidade de processo acoplada fechada cataliticamente aprimorada em quase na mesma pressão como empregada a montante; e a melhora do grau de qualidade ser realizada rapidamente antes que possa ocorrer a degradação no vapor produzido a partir da etapa de hidropirólise.The process of this invention provides several advantages over conventional processes based on rapid pyrolysis by the fact that it produces a stable, partially deoxygenated product with a negligible content under carbonized material from which the residual carbonized material can be easily separated by filtration in hot gas or by contact with a recirculated liquid; the hot vapors of the clean hot hydropyrolysis oil can be directly improved in grade to an end product in a second improved catalytically closed coupled process unit at about the same pressure as employed upstream; and the improvement of the degree of quality is performed quickly before degradation can occur in the vapor produced from the hydro-pyrolysis step.

[034]O produto líquido produzido por este processo deve conter menos de 5% de oxigênio e de preferência menos de 2% de oxigênio com um baixo número de acidez total (TAN) e deve apresentar boa estabilidade química de polimerização ou uma reduzida tendência a reatividade. Na modalidade preferida desta invenção em que o teor de oxigênio total do produto é reduzido para abaixo de 2%, a água e as fases de hidrocarbonetos serão mais fáceis de separar em qualquer vaso normal de separação porque a fase hidrocarboneto se torna hidrofóbica. Esta é uma vantagem significativa quando comparado a pirólise convencional em que a água fica miscível e misturada com o óleo altamente oxigenado da pirólise. A Tabela 1 apresenta um balanço de material estimado para uma hidropirólise equilibrada + processo de hidrocon-versão de acordo com esta invenção, utilizando uma alimentação mista de madeira. Pelo fato dos combustíveis fungíveis produzidos no processo revelado possuírem baixo teor de oxigênio, qualquer excesso de água produzido a partir deste processo fica relativamente livre de hidrocarbonetos dissolvidos e provavelmente irá conter menos de 2000ppm de carbono orgânico total dissolvido (TOC), tornando-a adequada para a irrigação em áreas áridas. Além disso, o produto de hidrocarbonetos acabado tornado agora facilmente transportável, tem um baixo número de acidez total (TAN), e excelente estabilidade química. Na pirólise rápida convencional, os óleos de pirólise normalmente contêm 50-60% de oxigênio na forma de hidrocarbonetos oxigenados e 25% de água dissolvida. Portanto, os custos finais de transporte de produtos quanto a um processo de hidropirólise integrada + hidroconversão desta invenção são menos da metade dos custos de pirólises rápidas convencionais. Além disso, a água produzida no processo proposto se torna um subproduto valioso, especialmente para as regiões áridas.[034] The liquid product produced by this process should contain less than 5% oxygen and preferably less than 2% oxygen with a low total acidity (TAN) content and should exhibit good chemical stability of polymerization or a reduced tendency to reactivity. In the preferred embodiment of this invention wherein the total oxygen content of the product is reduced to below 2%, the water and the hydrocarbon phases will be easier to separate into any normal separation vessel because the hydrocarbon phase becomes hydrophobic. This is a significant advantage when compared to conventional pyrolysis in which the water becomes miscible and mixed with the highly oxygenated pyrolysis oil. Table 1 shows an estimated material balance for a balanced hydrotropyysis + hydroconversion process according to this invention, using a mixed feed of wood. Because the fungible fuels produced in the disclosed process are low in oxygen, any excess water produced from this process is relatively free of dissolved hydrocarbons and will probably contain less than 2000 ppm of total dissolved organic carbon (TOC), making it suitable for irrigation in arid areas. In addition, the finished hydrocarbon product has now become easily transportable, has a low total acidity (TAN), and excellent chemical stability. In conventional fast pyrolysis, pyrolysis oils usually contain 50-60% oxygen in the form of oxygenated hydrocarbons and 25% dissolved water. Therefore, the final costs of transporting products for an integrated hydropyrrolysis + hydroconversion process of this invention are less than half of the costs of conventional rapid pyrolysis. In addition, the water produced in the proposed process becomes a valuable byproduct, especially for the arid regions.

Tabela 1. Balanço Material Estimado para um Processo de Hidropirólise Balanceada + Hidroconversão Utilizando uma Alimentação de Madeira Mista* *Todo o H2 é produzido através da reforma dos gases leves e não é necessário gás natural [035]Uma das desvantagens do processo desta invenção como aqui descrito acima é que ela produz n-hexano (NCe) e n-pentano (NC5) em quantidade, que é material na faixa de ebulição da gasolina, mas que é baixo em octano. Adicionalmente, com um separadamente celulósico, o processo produz um material na faixa de ebulição da gasolina muito leve e não muito de combustível diesel. Uma abordagem para o processamento do conjunto de combustíveis produzidos por esse processo pode ser isomerizar o produto NC5 e NC6 em uma unidade de isomerização na refinaria de petróleo. No entanto, NC5 e NC6 são moléculas muito estáveis, que convencionalmente requerem um processo multietapas muito difícil para a sua transformação em componentes de ponto de ebulição mais altos. As etapas exigidas podem envolver a desidrogenação para produzir olefinas e em seguida a polimerização.Table 1. Estimated Material Balance for a Balanced Hydro-Hydrolysis Process + Hydroconversion Using Mixed Wood Feeding * * All H2 is produced by reforming light gases and no natural gas is needed One of the disadvantages of the process of this invention as described above is that it produces n-hexane (NCe) and n-pentane (NC5) in quantity, which is material in the gasoline boiling range but which is low in octane. Additionally, with a separately cellulosic, the process produces a material in the boiling range of very light gasoline and not much diesel fuel. One approach for processing the fuel assembly produced by this process may be to isomerize the product NC5 and NC6 in an isomerization unit in the petroleum refinery. However, NC5 and NC6 are very stable molecules, which conventionally require a very difficult multistage process for their transformation into higher boiling components. The required steps may involve dehydrogenation to produce olefins and then polymerization.

[036]De acordo com uma modalidade desta invenção, um catalisador de hi-drocraqueamento é fornecido a montante ou a jusante da etapa de hidroconversão, isomerizando desse modo o normal pentano e o normal hexano nos produtos líquidos a partir da etapa de hidropirólise e isoexano, respectivamente, para aumentar o octano dos produtos líquidos do processo. De acordo com uma modalidade particularmente preferida como mostrado nas Figuras 3 e 4, o catalisador de hidrocraqueamento é fornecido entre a etapa de hidropirólise e a etapa de hidroconversão do processo e recebe os produtos emitidos pela etapa de hidropirólise. De acordo com uma modalidade como mostrado na Figura 4, o catalisador de hidrocraqueamento é disposto dentro de um reator separado 24 a montante do reator 11 da etapa de hidroconversão. De acordo com uma outra modalidade, como mostrado na Figura 3, o reator de hidro-conversão compreende dois compartimentos, um compartimento a montante 22 e um compartimento a jusante 23, mutuamente comunicados, e o catalisador de hidrocraqueamento é disposto no compartimento a montante em que o n-pentano e n-hexano da etapa de hidropirólise são convertidos em isopentano e isoexano, respectivamente, e o catalisador de hidroconversão é disposto no compartimento a jusante. De acordo com uma outra modalidade desta invenção, conforme mostrado nas Figuras 2 e 5, o catalisador de hidrocraqueamento é fornecido a jusante da etapa de hidroconversão. De acordo com uma modalidade como mostrado na Figura 2, o catalisador de hidro-conversão é fornecido no compartimento a montante 20 do reator de hidroconversão de dois compartimentos em que o líquido de hidropirólise parcialmente desoxigenado da etapa hidropirólise do processo integrado é convertido em um líquido hidrocarbo-neto substancialmente totalmente desoxigenado, uma mistura gasosa compreendendo CO, CO2 e gases de hidrocarbonetos leves (C1-C3), e o catalisador de hidro-craqueamento é fornecido no compartimento a jusante 21. De acordo com uma modalidade, o catalisador de hidrocraqueamento é disposto em um recipiente separado do reator de hidrocraqueamento 24 como mostrado na Figura 5.According to one embodiment of this invention, a hydrocracking catalyst is provided upstream or downstream of the hydroconversion step, thus isomerizing the normal pentane and normal hexane in the liquid products from the hydro-pyrolysis step and iso-xane , respectively, to increase the octane of the liquid products of the process. According to a particularly preferred embodiment as shown in Figures 3 and 4, the hydrocracking catalyst is provided between the hydro-pyrolysis step and the hydroconversion step of the process and receives the products emitted by the hydro-pyrolysis step. According to one embodiment as shown in Figure 4, the hydrocracking catalyst is disposed within a separate reactor 24 upstream of the reactor 11 of the hydroconversion step. According to another embodiment, as shown in Figure 3, the hydro conversion reactor comprises two compartments, one upstream compartment 22 and one downstream compartment 23, mutually communicated, and the hydrocracking catalyst is arranged in the upstream compartment in that the n-pentane and n-hexane of the hydro-pyrolysis step are converted into isopentane and iso-hexane, respectively, and the hydroconversion catalyst is disposed in the downstream compartment. According to another embodiment of this invention, as shown in Figures 2 and 5, the hydrocracking catalyst is provided downstream of the hydroconversion step. According to one embodiment as shown in Figure 2, the hydroconversion catalyst is provided in the upstream compartment 20 of the two compartment hydroconversion reactor in which the partially deoxygenated hydrotropyysis liquid from the hydropyolysis step of the integrated process is converted into a liquid substantially fully deoxygenated hydrocarbohydrate, a gaseous mixture comprising CO, CO 2 and light hydrocarbon (C 1 -C 3) gases, and the hydrocracking catalyst is provided in the downstream compartment 21. According to one embodiment, the hydrocracking catalyst is disposed in a separate vessel from the hydrocracking reactor 24 as shown in Figure 5.

[037]De acordo com uma modalidade como mostrado na Figura 8, o catalisador de hidrocraqueamento é disposto dentro de um reator de hidrocraqueamento 27, substituindo o reator de hidroconversão e eliminando inteiramente o catalisador de hidroconversão, a fim de polimerizar as moléculas contendo oxigênio do produto líquido proveniente da etapa de hidropirólise ao mesmo tempo em que removendo o oxigênio da estrutura. Como resultado, o produto pode ser deslocado no sentido a produtos C12 e C18 e para longe das moléculas da faixa de ebulição da gasolina leve, produzindo desse modo materiais na faixa de ebulição do diesel os quais são particularmente adequados para uso em motores de caminhões e motores a jato.According to one embodiment as shown in Figure 8, the hydrocracking catalyst is disposed within a hydrocracking reactor 27, substituting the hydroconversion reactor and completely eliminating the hydroconversion catalyst, in order to polymerize the oxygen containing molecules of the hydroconversion reactor. liquid product from the hydro-pyrolysis step while removing the oxygen from the structure. As a result, the product may be displaced towards products C12 and C18 and away from the molecules of the light gasoline boiling range, thereby producing materials in the diesel boiling range which are particularly suitable for use in truck engines and jet engines.

[038]De acordo com outra modalidade desta invenção, conforme mostrado na Figura 6, o catalisador de hidrocraqueamento pode ser disposto em um reator de hidrocraqueamento 24 separado que opera em paralelo com o reator de hidroconversão 11, permitindo assim a simultânea e controlada polimerização e isomerização, que pode permitir uma configuração de processo para a produção de um ou outro de combustível gasolina ou combustível diesel como desejado.According to another embodiment of this invention, as shown in Figure 6, the hydrocracking catalyst may be arranged in a separate hydrocracking reactor 24 which operates in parallel with the hydroconversion reactor 11, thereby allowing the simultaneous and controlled polymerization and isomerization, which may allow a process configuration for the production of either gasoline or diesel fuel as desired.

[039]De acordo com ainda com uma modalidade adicional dessa invenção como mostrado na Figura 7, o catalisador de hidrocraqueamento é fornecido em um reator de hidrocraqueamento 26, substituindo o reator de hidropirólise.[039] According to yet an additional embodiment of this invention as shown in Figure 7, the hydrocracking catalyst is provided in a hydrocracking reactor 26, replacing the hydro-pyrolysis reactor.

[040]Adequados catalisadores de hidrocraqueamento para uso no processo desta invenção são catalisadores ácidos, catalisadores contendo metais que proporcionem tanto uma função de hidrogenação (a partir do metal) e uma função ácida. Representativos de tais catalisadores são catalisadores CoMo, NiMo ou NiW, dispostos sobre sílica amorfa alumina, por exemplo, 75% SiO2 e 25% Al2O3. Quaisquer catalisadores bi-funcionais ácidos, contendo metal, que sejam capazes de suportar as condições de funcionamento do processo desta invenção podem ser empregados.Suitable hydrocracking catalysts for use in the process of this invention are acid catalysts, catalysts containing metals which provide both a hydrogenation (from metal) function and an acid function. Representative of such catalysts are CoMo, NiMo or NiW catalysts, arranged on amorphous silica alumina, for example 75% SiO 2 and 25% Al 2 O 3. Any acidic, metal-containing, bi-functional catalysts which are capable of withstanding the operating conditions of the process of this invention may be employed.

[041]Embora na especificação acima mencionada dessa invenção tenha sido descrita em relação a algumas de suas modalidades preferidas, e muitos detalhes tenham sido apresentados para propósito de ilustração, será evidente para aqueles usualmente versados na técnica que a presente invenção é suscetível de modalidades adicionais e que alguns dos detalhes aqui descritos podem ser consideravelmente variados, sem se afastar dos princípios básicos da invenção.While in the above-mentioned specification of this invention has been described in connection with some of its preferred embodiments, and many details have been presented for purposes of illustration, it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the present invention is susceptible of additional embodiments and that some of the details described herein may be considerably varied without departing from the basic principles of the invention.

REIVINDICAÇÕES

Claims (25)

1. Processo para produzir produtos líquidos a partir de biomassa compreendendo as etapas de: a) hidropirólise da biomassa em um reator de hidropirólise de leito fluidizado contendo hidrogênio molecular e um leito fluidizado de catalisador de desoxigenação suportado por sólido compreendendo Co e/ou Ni, sob condições de hidropirólise incluindo uma temperatura de 260 °C (500 °F) a 538 °C (1000 °F), uma pressão de 6,89 barg (100 psig) a 55,2 barg (800 psig) e um tempo de residência do gás no referido vaso de reator de hidropirólise menor do que um minuto, produzindo um rendimento do reator de hidropirólise compreendendo CO2, CO e gás C1-C3, um produto de hidropirólise parcialmente desoxigenado e material carbonizado; b) remoção do referido material carbonizado a partir do referido produto de hidropirólise parcialmente desoxigenado; c) hidroconversão, sob condições de hidroconversão incluindo uma temperatura na faixa de 260°C (500 °F) a 454°C (850 °F) e uma pressão de 6,89 barg (100 psig) a 55,2 barg (800 psig), do referido produto de hidropirólise parcialmente desoxi-genado em um reator de hidroconversão utilizando um catalisador de hidroconversão em presença de CO2, CO e gás C1-C3 gerado na etapa a) produzindo um líquido hi-drocarboneto substancialmente totalmente desoxigenado e uma mistura gasosa compreendendo CO, CO2 e gases de hidrocarbonetos leves (C1-C3); d) reforma a vapor de pelo menos uma porção da referida mistura, produzindo hidrogênio molecular reformado; e e) introdução do referido hidrogênio molecular reformado dentro do referido reator para a hidropirólise da referida biomassa, em que o processo é CARACTERIZADO pelo fato de que as condições de hidropirólise da etapa a) incluem também uma velocidade mássica espacial horária de 0,2 a 10 g de biomassa/g de catalisador/h.A process for producing liquid products from biomass comprising the steps of: a) hydropyrolysis of the biomass in a fluidized hydrolyzolysis reactor containing molecular hydrogen and a fluidized bed of solid supported deoxygenation catalyst comprising Co and / or Ni, under hydropyrolysis conditions including a temperature of 260øC (500øF) at 1000øF (538øC), a pressure of from 6,89 barg (100 psig) to 55,2 barg (800 psig) and a time of residence of the gas in said hydro-pyrolysis reactor vessel less than one minute, producing a yield of the hydrotropyysis reactor comprising CO 2, CO and C 1 -C 3 gas, a partially deoxygenated hydrotropyysis product and carbonized material; b) removing said carbonized material from said partially deoxygenated hydro-pyrolysis product; c) hydroconversion under hydroconversion conditions including a temperature in the range of 260Â ° C (500Â ° F) to 454Â ° C (850Â ° F) and a pressure of 100 psig (6.89 barg) to 55.2 bar psig) of said partially deoxygenated hydrotropyysis product in a hydroconversion reactor using a hydroconversion catalyst in the presence of CO 2, CO and C 1 -C 3 gas generated in step a) to produce a substantially totally deoxygenated hydrocarbon liquid and a mixture gas comprising CO, CO2 and light hydrocarbon gases (C1-C3); d) steam reforming at least a portion of said mixture, producing reformed molecular hydrogen; and e) introducing said reformed molecular hydrogen into said reactor for the hydrotropyysis of said biomass, wherein the process is CHARACTERIZED in that the hydropyrolysis conditions of step a) also include an hourly space velocity of 0.2 to 10 g biomass / g catalyst / hr. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma porção do referido líquido hidrocarboneto substancialmente totalmente desoxigenado criado na etapa c) é reciclado para o referido reator de hidropirólise ou para o referido reator de hidroconversão para controlar a temperatura.A process as claimed in claim 1, wherein a portion of said substantially fully deoxygenated hydrocarbon liquid created in step c) is recycled to said hydrotropyysis reactor or to said hydroconversion reactor to control the temperature. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um do referido catalisador de desoxigenação e o referido catalisador de hidroconversão é um material vidro-cerâmico.A process according to claim 1, characterized in that at least one of said deoxygenation catalyst and said hydroconversion catalyst is a glass-ceramic material. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um catalisador de hidrocraqueamento disposto a montante ou a jusante do referido reator de hidroconversão, dentro do referido reator de hidroconversão ou em um reator de hidroconversão a montante ou a jusante ou em que o referido catalisador de hidrocraqueamento é disposto em um reator de hi-drocraqueamento separado operando em paralelo com o referido reator de hidrocon-versão.A process as claimed in claim 1, characterized in that it further comprises a hydrocracking catalyst arranged upstream or downstream of said hydroconversion reactor, within said hydroconversion reactor or in a hydroconversion reactor upstream or downstream of said hydroconversion reactor. downstream reactor or wherein said hydrocracking catalyst is arranged in a separate hydrocracking reactor operating in parallel with said hydroconversion reactor. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido catalisador de hidrocraqueamento é um catalisador ácido contendo metal que proporciona tanto uma função de hidrogenação quanto uma função ácida.A process according to claim 4, characterized in that said hydrocracking catalyst is a metal-containing acid catalyst which provides both a hydrogenation function and an acid function. 6. Processo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido catalisador de hidrocraqueamento é disposto a jusante do referido catalisador de hidroconversão.A process according to claim 4, CHARACTERIZED by the fact that said hydrocracking catalyst is disposed downstream of said hydroconversion catalyst. 7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido catalisador de hidroconversão catalisa tanto uma reação de deslocamento água-gás quanto de hidroconversão.A process according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that said hydroconversion catalyst catalyses both a water-gas displacement reaction and hydroconversion reaction. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas etapas a) e c) são realizadas a uma pressão substancialmente igual.A process according to claim 1, characterized in that said steps a) and c) are carried out at a substantially equal pressure. 9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que em que a referida hidroconversão é realizada com uma velocidade mássica espacial horária de 0,2 até 3 g de biomassa/g de catalisador/h.A process according to claim 1, characterized in that said hydroconversion is carried out at an hourly space velocity of 0.2 to 3 g of biomass / g of catalyst / hr. 10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido líquido hidrocarboneto substancialmente totalmente desoxigenado é separado em frações de diesel e gasolina adequadas para uso como combustível para transporte.A process according to claim 1, characterized in that said substantially fully deoxygenated hydrocarbon liquid is separated into suitable diesel and gasoline fractions for use as carrier fuel. 11. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido material carbonizado é removido do referido reator de leito fluidizado a partir apenas da parte superior do referido leito fluidizado.A process according to claim 1, CHARACTERIZED in that said carbonized material is removed from said fluidized bed reactor from only the top of said fluidized bed. 12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa b) compreende borbulhamento de gases para fora do referido reator de hidropirólise através de um líquido de recirculação compreendendo uma porção de alto ponto de ebulição do referido líquido hidrocarboneto substancialmente totalmente desoxigenado.A process according to claim 1, characterized in that step b) comprises bubbling gases out of said hydro-pyrolysis reactor through a recirculation liquid comprising a high-boiling portion of said substantially hydrocarbon liquid totally deoxygenated. 13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a produção do referido processo consiste essencialmente em produto líquido e CO2.A process according to claim 1, characterized in that the production of said process consists essentially of liquid product and CO2. 14. Processo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido catalisador de desoxigenação é granulado e suficientemente resistente ao atrito de tal forma que ele atrita com o referido material carbonizado, permitindo assim a remoção do referido material carbonizado do referido reator de leito flu-idizado apenas a partir da parte superior do referido leito fluidizado.A process according to claim 11, characterized in that said deoxygenation catalyst is granulated and sufficiently resistant to friction in such a way that it rubs against said carbonized material, thereby allowing removal of said carbonized material from said flow bed reactor only from the top of said fluidized bed. 15. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido material carbonizado é removido do referido reator de leito fluidizado pela separação energética do material carbonizado empregando pelo menos um de um processo inercial, eletrostático, e magnético.A process according to claim 1, characterized in that said carbonized material is removed from said fluidized bed reactor by the energy separation of the carbonized material employing at least one of an inertial, electrostatic, and magnetic process. 16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido catalisador de desoxigenação é um material vidro-cerâmico.A process according to claim 15, characterized in that said deoxygenation catalyst is a glass-ceramic material. 17. Processo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido catalisador de hidrocraqueamento é disposto a montante do referido catalisador de hidroconversão.A process according to claim 4, characterized in that said hydrocracking catalyst is arranged upstream of said hydroconversion catalyst. 18. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa d), hidrogênio molecular reformado é produzido em uma quantidade suficiente para hidropirólise da referida biomassa.A process according to claim 1, characterized in that, in step d), reformed molecular hydrogen is produced in an amount sufficient for hydropyrolysis of said biomass. 19. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de reforma a vapor d) é realizada utilizando água produzida na etapa a) e na etapa c) para produzir hidrogênio molecular reformado.A process according to claim 1, characterized in that the steam reforming step (d) is carried out using water produced in step a) and in step c) to produce reformed molecular hydrogen. 20. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão da hidroconversão está em uma faixa de 6,89 barg (100 psig) até 34,5 barg (500 psig).A process according to claim 1, characterized in that the hydroconversion pressure is in the range of from 6,89 barg (100 psig) to 34,5 barg (500 psig). 21. Processo, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a água produzida na etapa a) e na etapa c) é separada do hidrocarboneto líquido substancialmente totalmente desoxigenado.A process according to claim 19, characterized in that the water produced in step a) and step c) is separated from the substantially totally deoxygenated liquid hydrocarbon. 22. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido catalisador de desoxigenação e referido catalisador de hidroconver-são tem diferentes atividades catalíticas.A process according to claim 1, characterized in that said deoxygenation catalyst and said hydroconverter catalysts have different catalytic activities. 23. Processo, de acordo com reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o catalisador de hidroconversão tem maior atividade catalítica de mudança de vapor de água em relação ao catalisador de desoxigenação.A process according to claim 22, CHARACTERIZED by the fact that the hydroconversion catalyst has a higher catalytic water vapor shift activity relative to the deoxygenation catalyst. 24. Processo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o catalisador de hidroconversão tem maior acidez em relação ao catalisador de desoxigenação.A process according to claim 22, CHARACTERIZED by the fact that the hydroconversion catalyst has a higher acidity in relation to the deoxygenation catalyst. 25. Processo, de acordo com reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o catalisador de hidroconversão tem atividade de polimerização catalítica para aumentar o rendimento de produto C12 e C18 no hidrocarboneto líquido substancialmente totalmente desidrogenado.A process according to claim 22 characterized by the fact that the hydroconversion catalyst has catalytic polymerization activity to increase the yield of C12 and C18 product in the substantially fully dehydrogenated liquid hydrocarbon.
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